JVM学习----内存结构----程序计数器＆虚拟机栈＆本地方法栈＆堆＆方法区

JVM组成结构：
.class 字节码文件，被类加载器加载进内存。
类放在方法区，类创建的实例对象放在堆。对象调用方法时会涉及 虚拟机栈，程序计数器，本地方法栈。
解释器，即时编译器：方法执行时，每行代码由执行引擎中的解释器逐行执行，方法里的热点代码，就是频繁执行的代码，由即时编译器进行编译（可以理解为优化后执行）。
GC：GC模块，对堆里面不在引用的对象进行回收。
本地方法接口：一些不方便由java代码实现的功能，比如调用底层操作系统的功能，借助本地方法接口，来调用本地操作系统提供的一些方法。

内存结构

程序计数器（寄存器）

特点：
1. 线程私有。在多线程执行过程中，例如：线程1执行到 第九行代码，线程1的时间片结束，cpu执行线程2代码。那么线程1里面的程序计数器会将第十行代码的地址进行存储，每个线程都有一个程序计数器。只能线程内部进行访问。当cpu切换回线程1执行时，获取程序计数器的地址接着往下执行。
2. 程序计数器，唯一一个不会存在内存溢出的部分。

作用：加载下一条jvm指令的执行地址，物理上通过寄存器实现。

将java源代码编译为 二进制字节码，会将文件的首地址给解释器，同时将下一条 代码的地址加载进程序计数器。下一次解释器在进行代码执行时，就直接去程序计数器中获取地址。

虚拟机栈

先入后出
定义：
1. 每个线程运行时所需要的内存，称为虚拟机栈
2. 每个栈由多个栈帧组成，对应着每次方法调用时所占用的内存
3. 每个线程只能有一个活动栈帧（栈顶部的那个栈帧），对应着当前正在执行的那个方法。

问题：
垃圾回收是否涉及栈内存？ ---- 不需要，在出栈的时候就被回收了。

栈内存分配越大越好嘛？ ---- 运行代码时可以进行指定，Linux默认1024KB，Windows依赖系统设置的虚拟内存。
栈越大，只是能增强你递归调用次数，不会增加你程序运行效率，在内存固定情况下，栈过大还会影响堆内存，导致线程并发数减少。可以使用 参数 -Xss 1m 进行指定。一般采用默认即可。

在idea中进行设置

栈内存溢出

什么情况下栈内存溢出？
1. 线帧过多，例如：递归没有正确的返回。
2. 栈帧过大

线程运行诊断

案例1：cpu占用过多
Linux下，top命令，相当于打开我们windows系统的进程管理器

ps命令可以查看 线程对cpu的占用情况
H ： 展示进程里面所有线程
- eo ：打印指定内容 例如下面，打印 pid,tid,%cpu
ps H -eo pid,tid,%cpu 查看所有进程的线程信息
ps H -eo pid,tid,%cpu | grep 32655 对信息进行过滤，只看指定进程

使用jdk提供的工具对指定进程进行查看，查看每个线程的详细信息。
jstack 进程id

我们需要将 十进制的 线程id转换为 十六进制的线程id 32665 ----> 7f99

具体定位到线程------并且定位到具体代码行数。

案例2：程序运行很长一段时间没有响应

排查线程死锁问题
1、查看java程序 的进程运行情况

2、 使用 jstack 命令 进程运行情况。
jstack 32752

本地方法栈

本地方法使用的内存就叫本地方法栈！
什么是本地方法，就是一些不方便由java实现的系统级别方法，有c或者c++实现的方法。java去进行调用，这些方法运行使用的内存就叫本地方法栈。

典型的，Object对象的clone方法，这种native方法，都是没有实现的，都是去调c或者c++实现的。

堆

通过new关键字创建的对象都会使用堆
特点：
1、它是线程共享的，堆中的对象都需要考虑线程安全问题
2、有垃圾回收机制

堆内存溢出

代码演示溢出

分析：
list集合一直被使用，不会被回收，然后字符串在list集合中被引用，所以这些字符串也不会被回收。最后导致内存溢出。

可以通过参数 -Xmx4g 进行堆内存指定大小。如果使用idea工具，可以直接在VM options中进行参数指定

堆内存诊断

1、jps工具
查看当前系统中有哪些java进程
2、jmap工具
查看堆内存占用情况 jmap -heap 进程id
3、jconsole工具
图形界面，多功能的检测工具，可以连续监测

示例代码：

jconsole演示：
在idea控制台输入jconsole指令

然后会出现一个图形化工具，选择要查看的进程。

监控界面展示

案例

现象：堆内存垃圾回收之后，内存占用仍然很高。

另一款图形化工具：jvisualvm

界面展示：连接对应java进程

进入堆监控，抓取堆的当前快照。可以对其进行分析

截取信息

方法区

定义：所有java虚拟机线程共享的区域。存储和类结构相关的信息，例如：成员变量，方法数据，成员方法和构造器方法，特殊方法。
方法区在虚拟机启动时创建，逻辑上是堆的一个组成部分。不同的jvm厂商，不一定遵从。这个规范并不强制方法区位置。
例如：jdk1.8之前，方法区的实现是永久带，永久带就是占用堆内存的一部分控件。
jdk1.8之后，方法区的实现是元空间，元空间使用的本地内存（操作系统内存）。

方法区内存不足时，也会抛 OutOfMemoryError 内存溢出异常

方法区内存溢出

代码演示：

1.8以前会导致永久代内存溢出

1.8之后会导致元空间内存溢出
使用系统内存，并且没有上限。一般很难内存溢出。除非自己进行参数设置
–XX:MaxMetaspaceSize=8m

实际场景：
spring，mybatis框架使用cglib动态代理时会产生大量class字节码文件。字节码动态生成技术。